El documento define la temperatura como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico. Explica que la temperatura se mide con termómetros calibrados según diferentes escalas, siendo la escala Kelvin la usada en el SI. Describe los principales tipos de instrumentos para medir temperatura, incluyendo termómetros de vidrio, bimetálicos, de bulbo, termopares, termoresistencias, termistores y pirometros ópticos, de radiación e infrarrojos. Finalmente, explica los métodos para calibr

1. Instrumentación

2. Definición
 Físicamente es una magnitud escalar relacionada con
la energía interna de un sistema termodinámico,
definida por el principio cero de la termodinámica.
Más específicamente, está relacionada directamente
con la parte de la energía interna conocida
como "energía sensible", que es la energía asociada a
los movimientos de las partículas del sistema, sea en
un sentido traslacional, rotacional, o en forma de
vibraciones. A medida que es mayor la energía sensible
de un sistema, se observa que está más "caliente"; es
decir, que su temperatura es mayor.

3.  La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser
calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a
unidades de medición de la temperatura. En el Sistema
Internacional de Unidades, la unidad de temperatura es
el kelvin (K), y la escala correspondiente es la escala Kelvin o
escala absoluta, que asocia el valor "cero kelvin" (0 K) al "cero
absoluto", y se gradúa con un tamaño de grado igual al del grado
Celsius. Sin embargo, fuera del ámbito científico el uso de otras
escalas de temperatura es común. La escala más extendida es la
escala Celsius (antes llamada centígrada); y, en mucha menor
medida, y prácticamente sólo en los Estados Unidos, la
escala Fahrenheit. También se usa a veces la escala Rankine (°R)
que establece su punto de referencia en el mismo punto de la
escala Kelvin, el cero absoluto, pero con un tamaño de grado
igual al de la Fahrenheit, y es usada únicamente en Estados
Unidos, y sólo en algunos campos de la ingeniería.

4. Unidades de Temperatura
 Las más usadas son: Grados Kelvin ( ºK), Grados
Centígrados ( ºC), Grados Fahrenheit ( ºF), Grados Rankine
( ºR.
 Las Conversiones son:
 1 ºC = 34 ºF
 1 ºC = 494 ºR,
 1 ºC = 273 ºK

5.  Es un parámetro que debe ser medido en función de
los efectos secundarios que ocasiona en ciertas
propiedades físicas de los materiales definidos como
cambios de presión, cambio de voltaje o resistencia
eléctrica entre otros

6. TIPOS DE INSTRUMENTOS
 TERMOMETRO DE VIDRIO
 TERMOMETRO BIMETALICO
 TERMOMETRO DE BULBO
 TERMORESISTENCIA
 TERMOPAR
 TERMISTORES
 PIROMETROS ( OPTICOS, FOTOELECTRICO Y
INFRAROJO)

7. TERMOMETRO DE VIDRIO
 Se basan en la propiedad que tienen los líquidos en
dilatarse al aumentar la temperatura. Consiste un
deposito de vidrio, donde se almacena mercurio,
pentano o alcohol el cual esta unido a un capilar de
vidrio
 MERCURIO( )
 ALCOHOL(-110 ºc a
 PENTANO(-200ºc a
 TULUENO
Capilar
Vidrio
Restricción
Bulbo
Liquido

8. TERMÓMETRO BIMETÁLICO
 Se basan en el distinto coeficiente de dilatación de
dos metales diferentes, tales como latón, monel o
acero. Un termómetro Bimetálico contiene pocas
partes móviles, solo la aguja indicadora sujeta al
extremo libre de la espiral o de la hélice y el propio
elemento Bimetálico. No hay engranajes que exija
un mantenimiento. La precisión es de ±1% y su
campo de medida es de –200 a 500 ºC.

10. Termómetro de Bulbo
 Consisten
esencialmente en un
bulbo conectado por un
capilar a una espiral.
Cuando la temperatura
del bulbo cambia, el gas
o el líquido en el bulbo
se expanden y la espiral
tiende a desenrollarse
moviendo la aguja sobre
la escala para indicar la
elevación de la
temperatura del bulbo.

11. Termopares ( Termocuplas)
 Un termopar es un dispositivo capaz de convertir la energía
calorífica en energía eléctrica su funcionamiento se basa en
los descubrimientos hechos por Seebeck en 1821 cuando
hizo circular corriente eléctrica en un circuito, formado por
dos metales diferentes cuyas uniones se mantienen a
diferentes temperaturas, esta circulación de corriente
obedece a dos efectos termoeléctricos combinados, el
efecto Peltier que provoca la liberación o absorción de calor
en la unión de dos metales diferentes cuando una corriente
circula a través de la unión y el efecto Thompson que
consiste en la liberación o absorción de calor cuando una
corriente circula a través de un metal homogéneo en el que
existe un gradiente de temperaturas.

12. APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS TERMOPARES:
 Los termopares actualmente tienen grandes e importantes
aplicaciones industriales ya que casi todos lo procesos en la
industria requieren un estricto control de la temperatura y el uso
de termopares ayuda a la automatización del control de la
temperatura ya que se pueden implementar programas que
ejecuten acciones especificas dependiendo de la temperatura que
se tenga en un momento dado del proceso industrial. Pero el
asunto radica en distinguir como va a efectuarse el contacto de el
termopar con la variable a medir es decir ciertos procesos
industriales generan reacciones químicas radioactivas o
excesivamente caloríficas o en ocasiones peligrosas para los
humanos en estas circunstancias el control debe ser a distancia y
se deben de implementar extensiones que requieren un cuidado
excesivo.

13. TIPOS DE TERMOPARES
 El termopar tipo J ( hierro-constantan) alcanza temperaturas de
hasta 750 ºC
 El termopar tipo E (Cromel-Constantan) varia su rango desde –
200 a 900 ºC
 El termopar tipo T ( cobre-constantan) varia su rango desde –
200 a 260 ºC
 El termopar tipo K ( cromel-alumel) varia su rango desde 500 a
1250 ºC. No debe ser usado en atmósferas reductoras ni
sulfurosas a menos que este protegido con un tubo protector
 Los termopares tipo R, S de ( Pt-Pt / Rh) su alcance llega hasta
1500 ºC.

14. Termopar motores diesel antivibraciones
 Se emplean para la medida
de temperatura de agua de
refrigeración o de los gases de
escape de motores diesel.
 Rectos y acodados
 Tipo de termopar”K” Temp.
máx.1150ºC
 Funda de protección AISI -
316

15. Termopar encamisado flexible
 Termopar de gran duración
debido a su aislamiento
mineral el cual evita el
contacto con el aire.

16. TERMORESISTENCIA(RTD)
 Es una resistencia de 3 ó 4
cables según sea el caso
para mejorar el error de
lectura y minimizar el
ruido presente en el medio
ambiente. Son muy
conocidas por su excelente
estabilidad y precisión. La
mas usada es hecha de
Platino y tiene una
resistencia de 100 Ω.
 Rt=Ro(1 + α*t)

17. TERMISTORES
 Los Termistores son resistores térmicamente
sensibles, existen dos tipos de termistores según la
variación de la resistencia/coeficiente de temperatura,
pueden ser negativos (NTC) o positivos (PTC).
 Son fabricados a partir de los óxidos de metales de
transición (manganeso, cobalto, cobre y níquel) los
termistores NTC son semiconductores dependientes
de la temperatura. Operan en un rango de -200º C a +
1000° C. Un termistor NTC debe elegirse cuando es
necesario un cambio continuo de la resistencia en una
amplia gama de temperaturas. Ofrecen estabilidad
mecánica, térmica y eléctrica, junto con un alto grado
de sensibilidad.

18. Un termistor PTC es un resistor que depende de la temperatura,
son fabricación de titanato de bario y deben elegirse cuando se
requiere un cambio drástico en la resistencia a una temperatura
específica o nivel de corriente. Los termistores PTCs puede
operar en los siguientes modos:
 Sensores de temperatura, en temperaturas que oscilan entre 60°
C a 180° C, por ejemplo, para protección de los bobinados de
motores eléctricos y transformadores.
 Fusible de estado sólido de protección contra el exceso de
corriente, que van desde mA a varios A (25° C ambiente) a niveles
de tensión continua superior a 600V, por ejemplo, fuentes de
alimentación para una amplia gama de equipos eléctricos.
 Sensor de nivel de líquidos.

19. PIROMETROS OPTICOS
 Un pirómetro óptico es un instrumento utilizado para medir la
temperatura de un cuerpo. Funciona comparando el brillo de la luz
emitida por la fuente de calor con la de una fuente estándar.
El pirómetro consta de dos partes: un telescopio y una caja de control.
El telescopio contiene un filtro para color rojo y una lámpara con un
filamento calibrado, sobre el cual la lente del objetivo enfoca una
imagen del cuerpo cuya temperatura se va a medir. También contiene
un interruptor para cerrar el circuito eléctrico de la lámpara y una
pantalla de absorción para cambiar el intervalo del pirómetro.
Este tipo de pirómetro óptico mide una temperatura que alcanza los
2.400 ºF, pero existen otros más complejos que pueden alcanzar los
10.000 ºF (5.538 ºC) o más.
Tambien existe otro tipo de pirómetro, llamado termoeléctrico, que
funciona de forma satisfactoria hasta los 3.000 ºF (1.649 ºC).

20. INDICADOR
PROCESADOR
DECTECTOR
FUENTE DE
RADIACION
SENSOR
SEÑAL
ELECTRICA

21. PIROMETROS INFRARROJOS
 Los pirómetros infrarrojos están especialmente
indicados para aplicaciones en las que no se pueden
utilizar los sensores convencionales. Este es el caso de
objetos en movimiento o lugares de medición donde se
requiere una medición sin contacto debido a posibles
contaminaciones u otras influencias negativas.

22. PIROMETROS DE RADIACION
 Pirómetros de radiación
 Los pirómetros de radiación se emplean para medir temperaturas
mayores de 550°C hasta un poco más de 1600°C captando toda o
gran parte de la radiación emitida pro el cuerpo a analizar. Este
tipo de pirómetros se fundamenta en la ley de
Stefan−Boltzmann, que dice que la intensidad de energía
radiante emitida por la superficie de un cuerpo negro aumenta
proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura
absoluta del cuerpo, es decir, W = KT4, donde
 W (potencia emitida)= Flujo radiante por unidad de área.
 K =Constante de Stefan − Boltzman (cuyo valor es 5.67 10−8 W /
m2 K4).
 T =Temperatura en Kelvin

23. CALIBRACIÓN DE INSTRUMENTOS DE TEMPERATURA
 Para la calibración de instrumentos de temperatura se
emplean baños de temperatura (calibradores de
bloque metálico, de baño de arena y de baño
de líquido), hornos y comprobadores
potenciométricos.

24. CALIBRADOR DE BLOQUE METÁLICO
 El calibrador de bloque metálico consiste en un bloque
metálico calentado por resistencias con un controlador
de temperatura de precisión (± 2ºC) adecuado para
aplicaciones de alta temperatura (-25 a 1200ºC). El
control de temperatura se realiza con aire comprimido,
lo que permite reducir la temperatura desde 1200º C a
la ambiente en unos 10-15 minutos. En el calibrador
hay orificios de inserción para introducir un termopar
patrón y la sonda de temperatura a
comprobar. Pueden programarse las temperaturas y la
pendiente de subida o bajada y comunicarse a un
ordenador.

25. Calibrador de baño de arena
 El calibrador de baño de arena consiste en un depósito
de arena muy fina que contiene tubos de inserción
para la sonda de resistencia o el termopar patrón y para
las sondas de temperatura a comprobar. La arena
caliente es mantenida en suspensión por medio de una
corriente de aire, asegurando así la distribución
uniforme de temperaturas a lo largo de los tubos de
inserción.

26. Calibrador de baño de líquido
 El calibrador de baño de líquido, consiste en un tanque de
acero inoxidable lleno de líquido, con un agitador
incorporado, un termómetro patrón sumergido y un
controlador de temperatura que actúa sobre un juego de
resistencias calefactoras y sobre un refrigerador mecánico
dotado de una bobina de refrigeración. En algunos
modelos no existe el refrigerador.
 El agitador mueve totalmente el líquido, disminuye los
gradientes de temperatura en el seno del líquido y facilita
una transferencia rápida de calor; el termómetro patrón es
de tipo laboratorio, con una gran precisión; el
controlador de temperatura puede ser todo-nada,
proporcional o proporcional más integral.

27. Fluidos empleados para los baños

28. Hornos de temperatura
 Los hornos de temperatura son hornos de mufla
calentados por resistencias eléctricas y con tomas
adecuadas para introducir los elementos primarios
(termopar ... ) del instrumento a comprobar.
 Si bien estos hornos son de temperatura controlada
disponiendo de indicador-controlador, un termopar de
precisión y de un juego de resistencias de
calentamiento, una calibración muy precisa se
conseguirá disponiendo en el interior del horno
crisoles con sales específicas que funden a
temperaturas determinadas.

30. Conversión de Temperaturas
 Cuando se le pide un cambio de conversión de
temperatura de °C a °F Multiplica por 9, divide entre
5, después suma 32 si por el contrario se le pide llevar
de °F a °C Resta 32, después multiplica por 5, después
divide entre 9

31.  Conversión de temperaturas:
 Grados Celsius o centígrados (ºC)
a grados Farenheit (ºF)
 ºF = 9 / 5 x ºC + 32Grados Farenheit (ºF)
a grados Celsius o centígrados (ºC)
 ºC = 5 / 9 ( ºF – 32 )Grados Celsius o centígrados (ºC)
a grados Kelvin (ºK)
 ºK = ºC + 273,16Grados Kelvin (ºK)
a grados Celsius o centígrados (ºC)
 ºC = ºK – 273,16

32.  Ejemplo 1
 Convierte 26° Celsius a Fahrenheit
 Primero: 26° × 9/5 = 234/5 = 46.8
Después: 46.8 + 32 = 78.8° F
 Ejemplo 2
 Convierte 98.6° Fahrenheit (¡temperatura corporal
normal!) a Celsius
 Primero: 98.6° - 32 = 66.6
Después: 66.6× 5/9 = 333/9 = 37° C

33. REFLEXIÓN
Si haces creer a la gente que están
pensando, te adorarán; pero si las
haces pensar, te odiarán
visceralmente.
Azimuth